孫 秀

(長(zhǎng)治市襄屯灌區(qū)管理中心)

1 工程概況

張家溝水庫(kù)位于屯留縣吾元鎮(zhèn)張家溝村，屬海河流域漳河水系濁漳南源一級(jí)支流(絳河支流)，總控制面積6.2 km2，其中上游為龍門口水庫(kù)，控制流域面積3.4 km2，區(qū)間2.8 km2。水庫(kù)于1974年竣工，設(shè)計(jì)總庫(kù)容21.6萬(wàn) m3，其中死庫(kù)容6.3萬(wàn) m3，興利庫(kù)容萬(wàn)8.3萬(wàn) m3，防洪庫(kù)容7.0萬(wàn) m3，是以防洪、灌溉為主的小(II)型水庫(kù)。該水庫(kù)防洪保護(hù)范圍包括1個(gè)村的1 200口人和官三線縣級(jí)公路等。

水庫(kù)樞紐工程由大壩、溢洪道和放水臥管組成。大壩為均質(zhì)碾壓土壩，壩頂長(zhǎng)103 m，壩頂寬3.0 m，壩頂高程1 021.8 m，最大壩高11.8 m。大壩上游坡比1∶3，采用干砌石護(hù)砌;下游坡比1∶2.5。

2 存在問題

張家溝水庫(kù)運(yùn)行近40年來(lái)，充分發(fā)揮了攔洪削峰作用，緩解了下游防洪壓力，保證了人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。同時(shí)，灌溉了農(nóng)田，保證了糧食安全。目前，水庫(kù)建筑物存在以下問題。

2.1 淤積嚴(yán)重，防洪能力降低

由于水庫(kù)淤積嚴(yán)重，死庫(kù)容基本淤滿，僅能滿足10年一遇設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)，無(wú)法滿足50年一遇校核洪水標(biāo)準(zhǔn)要求。

2.2 壩坡呈現(xiàn)隱患，影響大壩安全

壩坡出現(xiàn)裂縫、孔穴和塌坑，影響大壩穩(wěn)定。上游壩坡砌石損毀，下游壩坡無(wú)排水設(shè)施。

2.3 放水設(shè)施不完善或損毀，上壩道路狹窄

現(xiàn)狀溢洪道僅局部護(hù)砌，出口無(wú)消能設(shè)施;放水臥管、涵管出口消能設(shè)施損毀。上壩道路狹窄，難以滿足防汛搶險(xiǎn)要求。

經(jīng)有關(guān)部門鑒定，張家溝水庫(kù)為三類病險(xiǎn)水庫(kù)。為確保水庫(kù)安全運(yùn)行，必須進(jìn)行除險(xiǎn)加固改造。

3 除險(xiǎn)加固工程方案設(shè)計(jì)

3.1 大壩

3.1.1 增設(shè)防浪墻

防浪墻頂寬 0.5 m，高 1.0 m，墻頂高程1 022.8 m，M7.5水泥砂漿砌石結(jié)構(gòu)。

3.1.2 大壩壩體整修

壩體的裂縫，主要是因壩體干縮、施工時(shí)壩體填筑不均勻、分段接茬處理不當(dāng)?shù)龋瑥亩斐蓧位蛪误w的不均勻沉降所致?？籽?、塌坑是壩體裂縫在雨水的沖刷下，土層下陷而成。本次壩坡整修，首先把現(xiàn)有壩坡上的雜草、灌木及腐殖土清除干凈，清除厚度0.5 m;然后對(duì)壩坡按設(shè)計(jì)斷面進(jìn)行適當(dāng)補(bǔ)填及削坡。同時(shí)，對(duì)壩體上的孔穴、塌坑及裂縫，全斷面徹底挖除并重新回填黏土夯實(shí)，壓實(shí)度不低于96%。大面積土方回填和夯實(shí)采用74 kW推土機(jī)攤土，8-12 t羊腳碾碾壓，邊角處采用2.8 kW蛙式打夯機(jī)夯實(shí)。小面積土方回填采用人工平土，2.8 kW蛙式打夯機(jī)夯實(shí)。壩體經(jīng)過整修，將上游壩坡恢復(fù)至1∶3.0，下游壩坡恢復(fù)至1∶2.5。

3.1.3 壩坡護(hù)砌

根據(jù)實(shí)際情況和防洪要求，擬對(duì)大壩上游壩坡清坡整平后鋪設(shè)40 cm厚的干砌石，下設(shè)厚20 cm砂礫料墊層及15 cm厚的粗砂墊層。護(hù)坡坡腳伸入淤積層以下1.0 m。大壩下游壩坡采用草皮護(hù)坡。

3.1.4 貼坡排水

壩下游坡腳現(xiàn)無(wú)反濾體，本次新增貼坡排水。貼坡頂面高程1 014.0 m，頂寬2.41 m，從外到內(nèi)依次為干砌塊石、碎石、砂礫料和粗砂，砌筑石塊要求排砌嵌緊。

3.1.5 壩坡排水

為了防止暴雨沖刷壩肩和下游壩坡，將水流送至壩腳以外，在下游壩坡與岸坡結(jié)合處布設(shè)橫向排水溝3條，在下游坡腳設(shè)一縱向排水溝，并與壩坡橫向排水溝相連。排水溝形式為矩形斷面，采用現(xiàn)澆C15砼澆筑。橫向排水溝斷面尺寸為0.3 m×0.3 m，坡腳縱向排水溝斷面尺寸為0.5 m×0.3 m。

3.1.6 壩頂?shù)缆?/p>

原壩頂?shù)缆窞橥谅访?，?.0 m。雨天泥濘，影響管理人員巡察。本次改造將壩頂拓寬至4.0 m，路面采用0.2 m厚泥結(jié)碎石結(jié)構(gòu)，以1%橫坡向下游傾斜。

3.2 溢洪道

本次除險(xiǎn)加固改造，將溢洪道分為引渠段、控制段、泄槽段及消力池四部分。

由于溢洪道左側(cè)為基巖，巖體幾乎垂直，不需襯砌，全段只需對(duì)右側(cè)(靠壩體一側(cè))側(cè)墻和溢洪道底板襯砌。底板為現(xiàn)澆C20砼，各段連接處均設(shè)齒墻，齒墻高0.5 m，厚0.3 m。

引渠段全長(zhǎng)20.9 m，進(jìn)口底高程1 016.79 m，縱坡1/100為倒坡，斷面為矩形。引渠段右側(cè)側(cè)墻緊貼大壩壩坡，為擋土墻式，頂厚0.6 m。側(cè)墻由地面起逐漸加高至4.8 m。

控制段長(zhǎng)度79.5 m，始端底高程1 017.0 m，末端底高程1 015.01 m，縱坡1/40。

泄槽段斷面為梯形，底寬3.8 m，右側(cè)側(cè)墻坡比1∶0.75。側(cè)墻高度4.8-3.1 m，為漸變形式。由于泄槽段右側(cè)土體單薄，且形狀不規(guī)則，本次對(duì)其整修成頂寬3 m、外坡比1∶1.25與地面連接。

消力池全長(zhǎng)10 m，池深1.0 m，池寬3 m。側(cè)墻高4.1 m，為擋土墻形式。消力池出口接5 m長(zhǎng)鉛絲籠石護(hù)坦。

3.3 放水臥管

由于臥管管臺(tái)砌體老化，剝蝕嚴(yán)重，已不能正常運(yùn)行，本次重修臥管，增設(shè)孔塞。

4 主要加固改造工程施工要點(diǎn)

4.1 大壩加固施工

壩體整修前，首先清除該段的雜草、腐殖土、砂、石等。壩坡培厚段要將原壩坡開挖成平順的邊坡，坡度不陡于1∶1，以便于新舊土層結(jié)合。清基采用74 kW推土機(jī)施工，清基深度為50 cm，清基范圍應(yīng)超出設(shè)計(jì)邊線30-50 cm。壩體上的塌坑、孔洞、裂縫按楔形縫開挖，采用機(jī)械和人工配合，回填黏土采用蛙式打夯機(jī)和人工石硪夯打相結(jié)合，使其壓實(shí)度不小于96%。腐殖土、雜草等清除物由1 m3挖掘機(jī)或3 m3裝載機(jī)挖裝，8 t自卸汽車運(yùn)至下游棄渣場(chǎng)集中堆放。

4.2 下游護(hù)坡施工

坡面反濾料回填、干砌石(包括拆除)采用人工施工，篩選并利用部分拆除料。干砌石要自下而上砌筑，每塊塊石重量不小于15 kg。護(hù)坡應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求鋪砌，坡面不允許有游石、孤石、補(bǔ)貼石、小石等現(xiàn)象。砂礫料、碎石、干砌塊石應(yīng)優(yōu)先利用原有的壩坡石料，不足部分再適當(dāng)補(bǔ)充。干砌石護(hù)坡要逐層填實(shí)，用大石排緊小石塞嚴(yán)，無(wú)活石，以腳踏不動(dòng)為準(zhǔn);壩面石選用較大石塊排砌，錯(cuò)縫豎砌，結(jié)合平穩(wěn)，不得使用墊石;石面接觸嚴(yán)密，壩面坡度平整。

下游壩坡草皮護(hù)坡的植草時(shí)間宜在春季或初夏，壩坡整平后，鋪填種植土50-70 mm，再鋪植被網(wǎng)，用防滑釘固定，播灑草籽于網(wǎng)內(nèi)，松土覆蓋，輕輕壓實(shí)。

4.3 溢洪道施工

施工內(nèi)容主要為溢洪道襯砌。土方開挖采用1 m3挖掘機(jī)挖裝，8 t自卸汽車運(yùn)輸至下游壩坡做培厚用土。漿砌石采用砂漿攪拌機(jī)拌制砂漿，人工砌筑?；炷涟韬筒捎?.4 m3攪拌機(jī)，0.6 m3機(jī)動(dòng)翻斗車運(yùn)輸入倉(cāng)，倉(cāng)面內(nèi)用高頻振搗器振搗。砼施工要求為:砼表面光潔、無(wú)蜂窩麻面;在常溫下，砼澆筑完畢36 h后即可拆模;用草袋覆蓋灑水養(yǎng)護(hù)不少于7 d。亦可用砼養(yǎng)生劑養(yǎng)護(hù)，但必須噴灑均勻。

5 結(jié)語(yǔ)

張家溝水庫(kù)除險(xiǎn)加固后，可消除大壩安全隱患，充分發(fā)揮其防洪功能和灌溉效益，在保護(hù)下游人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全的同時(shí)，提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)量，保證糧食安全。